墾東北部館陶組上段河道砂體儲(chǔ)層描述方法

宋 青，劉 震，潘中華，張?jiān)茲?/p>

（1.勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng)257022；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京），北京102249）

精細(xì)、準(zhǔn)確的儲(chǔ)層描述可以幫助解決實(shí)際勘探中的一些重要問(wèn)題。 根據(jù)測(cè)井、錄井資料分析，墾東北部新近系館陶組上段大多數(shù)儲(chǔ)層為薄層或薄互層。 相鄰薄層之間由于巖性不同，會(huì)產(chǎn)生不同的傳播速度，從而產(chǎn)生波阻抗差，而薄層頂?shù)捉缑娈a(chǎn)生的反射波時(shí)差小，會(huì)導(dǎo)致接受的反射波是多個(gè)反射波的疊加，因此薄層頂?shù)捉缑孀R(shí)別難度大［1-2］。

目前，薄層砂體的地震描述大都基于Widess楔狀模型，但對(duì)于砂體之間具有縱向上相互疊置的薄層砂體，地震識(shí)別及評(píng)價(jià)較難。 前人通過(guò)對(duì)河流沉積學(xué)的研究，已總結(jié)歸納出單一河道沉積模式。 實(shí)際上許多看似橫向穩(wěn)定分布的砂體，是多河道疊加的結(jié)果。 對(duì)河道疊置情況的認(rèn)識(shí)，將直接影響到勘探開(kāi)發(fā)效果，也對(duì)下一步挖潛方向有一定的指導(dǎo)作用。 本文通過(guò)對(duì)曲流河的沉積特征及演化過(guò)程研究，總結(jié)沉積模式，在多期河道砂巖的發(fā)育基礎(chǔ)上，對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)帶進(jìn)行有效落實(shí)。

1 砂體沉積模式

墾東北部位于黃河入?？诘臑┩康貛Ъ?～15 m水深極淺海水域，北、東兩面環(huán)海，主力含油層系為新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組地層［3］。 前人通過(guò)該區(qū)新近系沉積構(gòu)造以及河流相“二元結(jié)構(gòu)”研究，認(rèn)為該區(qū)館上段儲(chǔ)層為曲流河沉積， 受沉積速率變化快、砂體巖性變化大的影響，其內(nèi)部?jī)?chǔ)油物性的非均質(zhì)性明顯，砂體之間具有縱向上相互疊置、橫向上連通性差的特點(diǎn)［4-6］。根據(jù)儲(chǔ)層錄井、測(cè)井資料，結(jié)合沉積特征和演化過(guò)程分析，總結(jié)了3種典型砂體沉積模式，即：?jiǎn)魏拥滥Ｊ健㈦p河道疊置模式及多河道疊置模式。

1.1 單河道模式

以KDG2井為例，將該井館上段四砂組所在中期基準(zhǔn)面旋回MST3劃分為兩個(gè)短期旋回SST4、SST5，這兩個(gè)短期旋回中分別只發(fā)育一期河道砂體沉積，且位于各短期旋回底部，其它位置發(fā)育泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，不發(fā)育砂體，因此可以推斷該井附近四砂組內(nèi)部短期旋回均發(fā)育一期河道（圖1）。

圖1 KDG2井砂體沉積模式

1.2 雙河道疊置模式

以KD42井為例，該井四砂組所在中期基準(zhǔn)面旋回MST3劃分為兩個(gè)短期旋回SST4、SST5，其中各發(fā)育兩期河道砂體沉積，且彼此獨(dú)立，不相互切割，且位于各短期旋回中下部，其它位置發(fā)育泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，不發(fā)育砂體，因此可以推斷該井附近四砂組內(nèi)部短期旋回各發(fā)育兩期河道（圖2）。

圖2 KD42井砂體沉積模式

1.3 多河道疊置模式

以KD891井為例，該井四砂組所在中期基準(zhǔn)面旋回MST3劃分為兩個(gè)短期旋回SST4、SST5，各發(fā)育多期河道砂體沉積，各短期旋回各部位均有發(fā)育，砂體厚度較大，且泥巖夾層較薄，因此可以推斷該井附近四砂組內(nèi)部短期旋回各發(fā)育三期以上的河道，并且河道相互切割疊置現(xiàn)象較為常見(jiàn)（圖3）。

圖3 KD891井砂體沉積模式

2 多期疊置型砂體儲(chǔ)層描述

2.1 近道集疊加提高分辨率

根據(jù)地震資料分辨率隨入射角增大而降低的規(guī)律可知，在無(wú)噪音的理想情況下，零入射角（即自激自收）道集具有最高的分辨率。 但實(shí)際反射波地震勘探中，自激自收地震反射波往往難以采集或具有較強(qiáng)的噪音，因此，使用一定入射角度范圍內(nèi)的道集疊加形成的角度道集來(lái)提高分辨率。

對(duì)于實(shí)際地震資料來(lái)說(shuō)，非零相位子波，不一定角度越小分辨率越高，因此采用多角度疊加試驗(yàn)，來(lái)選取優(yōu)勢(shì)疊加角度。

利用疊前近道集疊加處理，選擇不同疊加角度進(jìn)行試驗(yàn)，隨后進(jìn)行全區(qū)近道集疊加處理。 經(jīng)過(guò)對(duì)比， 可以看出3°～9°、4°～12°疊加后的地震剖面地震反射同相軸連續(xù)性較差，且反射軸能量低、反射模糊；5°～15°地震反射軸連續(xù)最好， 反射軸能量高，反射清晰。 經(jīng)過(guò)對(duì)比篩選，將5～15°作為薄層識(shí)別的優(yōu)勢(shì)疊加角度， 以5～15°近道集疊加數(shù)據(jù)體作為后續(xù)分頻處理試驗(yàn)的地震資料。

2.2 分頻屬性刻畫(huà)薄層邊界

地震分頻信息可以提高儲(chǔ)集層時(shí)間厚度的變化及檢測(cè)地質(zhì)體橫向上的不連續(xù)性的識(shí)別精度，將地震數(shù)據(jù)體分解成不同頻率域的調(diào)諧體［7］。 分頻掃描技術(shù)是在短時(shí)窗內(nèi)通過(guò)頻譜分解預(yù)測(cè)儲(chǔ)層和研究薄層變化的地震屬性解釋新技術(shù)，經(jīng)分頻處理后的地震數(shù)據(jù)的分辨率高于常規(guī)地震主頻所能達(dá)到的分辨能力。 另外，由于該技術(shù)可提取地震資料有效帶寬范圍內(nèi)所有離散頻率對(duì)應(yīng)的調(diào)諧振幅，以交互、 動(dòng)態(tài)方式研究薄層在縱橫向上的連續(xù)變化，在確定油藏邊界和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等方面比傳統(tǒng)的地震屬性研究方法具有更大的優(yōu)勢(shì)［8］。

本文重點(diǎn)采用小波變換的方法進(jìn)行分頻重構(gòu)，地震資料的分頻過(guò)程就是小波變換的過(guò)程，值得注意的是，小波變換的結(jié)果是時(shí)間=與尺度的函數(shù)，并不是時(shí)間=與頻率的函數(shù)， 需要將尺度與頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 而地震資料的重構(gòu)過(guò)程就是小波變換的逆過(guò)程，即經(jīng)過(guò)連續(xù)小波變換的原信號(hào)，若要重構(gòu)，就需要進(jìn)行連續(xù)小波的逆變換。 小波函數(shù)在地震信號(hào)分頻重構(gòu)處理中起著至關(guān)重要的作用，決定了地震信號(hào)分頻重構(gòu)的處理效果，因此選擇合適的小波才能達(dá)到提高分辨率的目的。

（1）對(duì)常規(guī)三維數(shù)據(jù)體與疊前近道集疊加數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分析，頻譜分析時(shí)窗1 000～1 500 ms，分別分析15 Hz、25 Hz、35 Hz、45 Hz、55 Hz、65 Hz、75 Hz七個(gè)頻率的分頻剖面， 隨著小波頻率的提高，分頻重構(gòu)剖面由模糊逐漸變得清晰， 再由清晰變模糊，發(fā)現(xiàn)常規(guī)三維數(shù)據(jù)體優(yōu)勢(shì)成像頻率為55 Hz，疊前近道集疊加三維數(shù)據(jù)體優(yōu)勢(shì)成像頻率為65 Hz，在該成像頻率下的同相軸連通關(guān)系最為清晰，地震相內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為明顯， 在低頻部分同相軸增加，地震反射內(nèi)容增多，有利于薄砂巖儲(chǔ)層的識(shí)別。

對(duì)兩種剖面各自的優(yōu)勢(shì)成像頻段分頻剖面進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)比，并結(jié)合巖性數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。 對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，常規(guī)三維數(shù)據(jù)體與疊前近道集疊加三維數(shù)據(jù)體分頻前后的特點(diǎn)有所不同，發(fā)現(xiàn)與常規(guī)三維數(shù)據(jù)體相比，疊前數(shù)據(jù)體反射細(xì)節(jié)更為豐富，波峰分離，同相軸由一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè)。 常規(guī)數(shù)據(jù)分頻剖面地震反射特征更為清晰，更有利于識(shí)別地震相，而疊前近道集疊加剖面反射軸更細(xì)，垂向分辨率更高，可以更好地與巖性匹配，從而能夠更好地預(yù)測(cè)砂體厚度。

（2）確定了55 Hz、65 Hz為常規(guī)三維及疊前近道集數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)成像頻率，對(duì)分頻處理后的剖面進(jìn)行層位與斷層精細(xì)解釋與微調(diào)，在三維工區(qū)整體分頻基礎(chǔ)上進(jìn)行了層位及斷層的精細(xì)解釋與調(diào)整，利用近道集疊加進(jìn)一步提高分辨率。 在對(duì)地震相識(shí)別過(guò)程中，一個(gè)充填相往往對(duì)應(yīng)一段砂泥巖互層，因此，四砂組內(nèi)部可識(shí)別出的一期或兩期充填相常對(duì)應(yīng)一套復(fù)合河道砂體而不是單期河道砂體。 單河道砂體在儲(chǔ)集物性方面的明顯差異和隔夾層的存在，導(dǎo)致復(fù)合河道砂體含油不均勻， 在勘探開(kāi)發(fā)早期，確定單個(gè)河道砂體的展布特征，有利于建立儲(chǔ)集層的地質(zhì)模型；但是到勘探開(kāi)發(fā)后期，識(shí)別河道砂體疊置關(guān)系有助于挖掘剩余油［9-10］。 多河道疊置模式以KD891井為例， 各旋回可劃分多期河道， 并垂向疊置，四砂體內(nèi)部可劃分出兩期充填相，分別對(duì)應(yīng)四砂組上段短期旋回內(nèi)部砂體與四砂組下段短期旋回內(nèi)部砂體。 雙河道疊置模式以KD42井為例，四砂組內(nèi)部可劃分出一期充填相，四砂組上下均包含在這一期充填相中，是四砂組上段短期旋回內(nèi)部砂體與四砂組下段短期旋回內(nèi)部砂體在地震上的共同響應(yīng)。 單河道疊置模式以KDG2井為例，四砂組內(nèi)部主要為單期河道短軸形的地震反射特征。

2.3 地層切片融合落實(shí)河道展布

隨著三維勘探技術(shù)的應(yīng)用，切片數(shù)據(jù)成為了三維地震數(shù)據(jù)解釋的重要手段，目前的切片數(shù)據(jù)主要是包括水平時(shí)間切片、沿層切片和地層切片。 其中，地層切片技術(shù)是在地震剖面上找出與等時(shí)的或平行等時(shí)面的同相軸，在其間做內(nèi)插，將內(nèi)插后的切片視為等時(shí)的。 地層切片的應(yīng)用，可以使人們從平面上觀察地震數(shù)據(jù)和各種屬性的變化，也可以降低沉積相地質(zhì)解釋的多解性［11-13］。

在本次提取的均方根振幅屬性、最大振幅屬性和弧長(zhǎng)振幅屬性等多種屬性中，選取與館上段四砂組砂巖厚度相關(guān)性較好的地震屬性—瞬時(shí)振幅作為研究區(qū)四砂組上段敏感參數(shù)。 瞬時(shí)振幅與砂巖厚度相關(guān)性在0.9以上，能很好地反映砂巖厚度的變化。

利用分頻處理后的瞬時(shí)振幅，四砂組上砂巖綜合預(yù)測(cè)精度達(dá)到90%（表1）。利用疊前近道集疊加分頻數(shù)據(jù)敏感屬性預(yù)測(cè)精度比常規(guī)數(shù)據(jù)、常規(guī)屬性預(yù)測(cè)精度平均提高26%。根據(jù)分頻重構(gòu)結(jié)果，對(duì)研究區(qū)館上段四砂組上段多河道疊加模式基于瞬時(shí)振幅屬性進(jìn)行單一地層切片分析。

表1 四砂組上瞬時(shí)振幅與砂巖厚度統(tǒng)計(jì)

在四砂組上段底部地層切片中，研究區(qū)河道走向整體以北西西向?yàn)橹鳎?工區(qū)北部發(fā)育支流河道。砂巖可能集中發(fā)育于KD42、KD421 以東的位置，KD891井附近儲(chǔ)層發(fā)育較好，井間對(duì)比顯示，匹配較為一致（圖4）。

圖4 瞬時(shí)振幅屬性切片一

在四砂組上段下部地層切片中，河道方向以北西向?yàn)橹鳎?工區(qū)東部、 北部發(fā)育多條支流， 預(yù)測(cè)KD421井、KD42井以東及KD87井南部砂巖厚度可能較大， 此外KD88井、KD881井附近也可能有較厚砂巖發(fā)育（圖5）。

圖5 瞬時(shí)振幅屬性切片二

四砂組上段中部地層切片與底部地層切片對(duì)比，中部開(kāi)闊型復(fù)合河道范圍有所擴(kuò)大，河道方向整體以北西向?yàn)橹?，工區(qū)東部、西部發(fā)育近東西向支流， 工區(qū)北部發(fā)育多條南北向支流， 預(yù)測(cè)KD421井、KD42井附近及以東地區(qū)、KD85井以西地區(qū)砂巖厚度可能較大，此外KD88井北部也可能有較厚砂巖發(fā)育（圖6）。

圖6 瞬時(shí)振幅屬性切片三

在四砂組上段上部地層切片中，中部及西北部地區(qū)復(fù)合河道范圍有所擴(kuò)大，河道方向整體以北西向?yàn)橹?，工區(qū)東部、西部發(fā)育近東西向支流數(shù)量減少，工區(qū)北部發(fā)育多條支流減弱，預(yù)測(cè)KD421井、KD42井附近及以東地區(qū)、KD85井以西地區(qū)砂巖厚度可能較大，此外KD82井東北部也可能有較厚砂巖發(fā)育（圖7）。

圖7 瞬時(shí)振幅屬性切片四

在四砂組上段頂部地層切片中，中部復(fù)合河道范圍減小，西北部地區(qū)復(fù)合河道范圍有所擴(kuò)大，河道方向整體以北西向?yàn)橹?，工區(qū)東部、西部發(fā)育近東西向支流數(shù)量減少，基本不發(fā)育支流，預(yù)測(cè)KD421井、KD42井附近及以東地區(qū)、KD85井以西地區(qū)砂巖厚度可能較大，此外KD82井東北部也可能有較厚砂巖發(fā)育（圖8）。

圖8 瞬時(shí)振幅屬性切片五

單從各個(gè)單一地層切片得到的信息分析河道分布存在局限性，因此，本文采用多切片乘積法與多切片最大值法對(duì)四砂組上部所計(jì)算的五張瞬時(shí)振幅屬性地層切片進(jìn)行融合，使得五張切片的同一性得到加強(qiáng)，差異性得以區(qū)分，進(jìn)一步確定砂體的平面展布特征。 融合后發(fā)現(xiàn)河道特征清晰，各支流可以清楚展示，砂體分布范圍與瞬時(shí)振幅屬性所刻畫(huà)的河道分布相似。

2.4 地震屬性提取落實(shí)砂體厚度分布

振幅屬性的物理特征是儲(chǔ)層流體變化、巖性和孔隙度變化以及河道砂體、三角洲砂體、不整合面、地層調(diào)諧效應(yīng)、地層層序變化等因素的綜合反映［9,14］。對(duì)研究區(qū)Ngs4上部提取瞬時(shí)振幅屬性，發(fā)現(xiàn)高值主要出現(xiàn)在南部、中部及北部地區(qū)，高值出現(xiàn)與井上砂巖厚度對(duì)應(yīng)較好，并且刻畫(huà)出的砂體展布特征與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相吻合。

3 結(jié)論

本文根據(jù)墾東北部館上段河流相儲(chǔ)集層的特點(diǎn)、實(shí)際資料，利用地震、測(cè)井資料，對(duì)四砂組內(nèi)部旋回砂體發(fā)育特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而確定河道砂體發(fā)育模式，提出三種河道模式：?jiǎn)我缓拥滥Ｊ?、雙河道疊置模式以及多河道疊置模式，其中多河道疊置模式是薄層儲(chǔ)層描述的重點(diǎn)問(wèn)題（圖9）。

圖9 四砂組河流相砂體發(fā)育地質(zhì)模型

為描述多河道疊置儲(chǔ)層，首先，通過(guò)近道集疊加提高分辨率，其次，利用分頻刻畫(huà)河道邊界和利用單一切片和切片融合描述多期河道展布， 最后，通過(guò)瞬時(shí)振幅屬性預(yù)測(cè)砂體厚度。 通過(guò)以上方法，得到的結(jié)果與井上砂巖厚度對(duì)應(yīng)較好，并且刻畫(huà)出的砂體展布特征與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相吻合，也可以比較直觀地看出研究區(qū)多期河道疊置分布特點(diǎn)，進(jìn)而得到儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)帶分布，為下步挖潛勘探提供方向。